甘薯食品加工利用
2016-09-26 16:20:00 來(lái)源: 食品安全導刊
甘薯,旋花科(Convolvulaeeae)植物,屬一年生或多年生蔓生草本。又名山芋、紅芋、番薯、紅薯、白薯、地瓜、紅苕等,因地區不同而有不同的名稱(chēng)。甘薯因其具有產(chǎn)量高、抗旱、耐瘠薄、適應性廣及營(yíng)養豐富等特點(diǎn)而成為全球性種植的主要作物之一,廣泛應用于食品工業(yè)、輕化工業(yè)和飼料工業(yè)[1]。長(cháng)期以來(lái),人們比較重視甘薯地下部分的塊根利用,而對地上部分的莖葉多作為飼料,對營(yíng)養豐富,還具有獨特醫療保健功能的甘薯莖葉開(kāi)發(fā)利用的較少。從整體上來(lái)講,甘薯莖尖和嫩葉的營(yíng)養成分要高于甘薯塊根部分在2004年和2008年,世界衛生組織進(jìn)行的最健康食品評選活動(dòng)中,甘薯莖葉,被列為十三中最佳蔬菜的冠軍。它被稱(chēng)為“抗癌蔬菜”,美國把它列為“航天食品”,日本叫它“長(cháng)壽菜”,香港則稱(chēng)薯葉為“蔬菜皇后”。甘薯因其在生長(cháng)過(guò)程中病蟲(chóng)害甚少,很少使用農藥,所以甘薯莖葉在人們追求綠色天然食品的風(fēng)味中備受青睞[2]。中醫理論認為甘薯塊根味甘、性平、微涼,人脾、胃、大腸;補脾益胃,生津止渴,通利大便,益氣生津,潤肺滑腸;葉味甘、淡、性微涼,入肺、大腸、膀胱經(jīng);具有潤肺,和胃,利小便,排腸膿去腐等功效[3-4]。
中國是甘薯第一大生產(chǎn)國,甘薯總產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的 80%左右[5]。20世紀80年代初期至今,我國的甘薯加工產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了如下發(fā)展過(guò)程:20世紀80年代初期我國的甘薯淀粉加工業(yè)主要以傳統的家庭作坊手工方式為主,效率低、產(chǎn)量也不大;20世紀80年代中期以后隨著(zhù)鄉鎮企業(yè)的發(fā)展,甘薯淀粉加工企業(yè)和甘薯酒精生產(chǎn)企業(yè)有所發(fā)展;20世紀90年代以后以甘薯為原料的休閑食品開(kāi)始出現;2000-2010年,甘薯加工企業(yè)如雨后春筍般大量涌現,甘薯加工產(chǎn)業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展階段;2010年后我國甘薯加工產(chǎn)業(yè)進(jìn)入轉型升級階段[6]。
甘薯食品加工類(lèi)型
傳統甘薯加工產(chǎn)品
1.甘薯淀粉 甘薯富含豐富的淀粉,是淀粉行業(yè)的主要原料,對淀粉進(jìn)行提取加工的工藝主要有兩種:一是使用新鮮的甘薯直接作為原料進(jìn)行淀粉的提取;二是使用甘薯干作為原料進(jìn)行淀粉的提取。第一種方式比較適用于在甘薯的產(chǎn)地進(jìn)行直接的加工,而第二種方式主要在工廠(chǎng)中進(jìn)行。但是由于甘薯淀粉色澤偏暗,在冷水中不溶解,糊液抗剪切、熱穩定性及抗酸水解能力差,使得甘薯淀粉的使用面很少。研究表明通過(guò)不同改性方法制得甘薯變性淀粉不僅能使其更好的滿(mǎn)足工業(yè)要求而且還具有多種生理功能,經(jīng)過(guò)交聯(lián)的甘薯淀粉能夠克服原淀粉糊熱穩定性差、不耐酸堿、透明度差等特點(diǎn)。
2.甘薯飲品 甘薯酒是一種傳統的民間食品,具有悠久的歷史。紅薯釀酒的工藝簡(jiǎn)單,投資少,收益大。既可以進(jìn)行大規模生產(chǎn),又適合家庭和小作坊釀制,是一個(gè)經(jīng)濟實(shí)惠,風(fēng)險又少的“短、平、快”致富項目。近年已有利用甘薯與其他原料結合開(kāi)發(fā)新型食品,馬櫟等研究了以甘薯、大米、牛乳為原料制備飲料的工藝,該飲料不但具備大米與甘薯的特有風(fēng)味,還具有多元的營(yíng)養價(jià)值;孔慶新等研發(fā)出一種“紫山藥紫甘薯保健酸乳”,該產(chǎn)品不但具有乳酸菌飲料特有的全價(jià)食品特性,還兼具紫山藥和紫甘薯的營(yíng)養與保健作用。
3.其他傳統甘薯加工食品 甘薯加工食品主要是以甘薯為原料,將其與多種食品原料相結合制成風(fēng)味與營(yíng)養都符合現代人群需求的加工產(chǎn)品。如甘薯脫水制成甘薯干,也有與糖、芝麻等混合采用風(fēng)干、油炸、烘烤等方法加工的風(fēng)味甘薯片;利用甘薯加工的甘薯粉絲早已是飯桌???。孫海軍等人研究了以紅安紅薯為主要原料,采用物理的方法制作免油炸紅薯粉的生產(chǎn)工藝流程及生產(chǎn)技術(shù)要點(diǎn)。利用紅薯制糖是一種傳統的制糖工藝。顧仁勇等研究制作甘薯軟糖的配方和工藝;李冬梅等以鮮甘薯、木瓜和南瓜子為主要原料通過(guò)對凝膠劑和甜味料的復配及生產(chǎn)工藝的研究,得出適宜制作復合保健軟糖的最佳配方。不過(guò)目前甘薯加工食品的開(kāi)發(fā),大多產(chǎn)品生產(chǎn)處于家庭作坊式的加工模式,產(chǎn)品附加值低,經(jīng)濟效益低,并未將科研成果與甘薯產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)進(jìn)行良好對接。
現代甘薯加工食品
1.甘薯全粉 甘薯全粉是一種新興的甘薯加工產(chǎn)品,是甘薯脫水制品中的一種。以新鮮甘薯為原料,經(jīng)挑選清洗、去皮、切片、護色、熱燙、冷卻、烘干和粉碎等工藝過(guò)程,得到的包含除薯皮外全部干物質(zhì)的粉末狀產(chǎn)品統稱(chēng)為甘薯全粉。甘薯全粉基本保留了鮮甘薯原有的營(yíng)養、風(fēng)味,且具有良好的再加工性能,同時(shí)還能有效解決甘薯貯藏期出現的問(wèn)題,具有巨大的市場(chǎng)發(fā)展潛力,因而在食品工業(yè)中具有廣泛的前景。生產(chǎn)甘薯全粉是集中大規模轉化甘薯的有效途徑,對于形成區域訂單式甘薯種植、加工模式,推動(dòng)農業(yè)產(chǎn)業(yè)結構調整和“三農問(wèn)題”的解決具有十分積極的意義。
甘薯全粉在不添加任何其他輔料進(jìn)行復水時(shí),雖然能獲得與新鮮甘薯?yè)v成的泥狀物相似的營(yíng)養和外形,但是從感官評價(jià)上看,其色澤較暗,風(fēng)味和口感比新鮮薯泥差,而且容易結塊,不易成泥。從甘薯本身看,雖然它的營(yíng)養成分較為齊全,但是在比例上還需要進(jìn)一步改善,故需要對甘薯全粉添加輔料,以調制成色澤和口感更佳,營(yíng)養更全面,更易于沖調的產(chǎn)品。
李思寧等甘薯顆粒全粉品質(zhì)與鮮薯基本成分相關(guān)性分析表明:顆粒全粉的復水性與鮮薯中的β-淀粉酶活性呈顯著(zhù)負相關(guān),色澤與多酚氧化酶活性呈極顯著(zhù)負相關(guān),而氣味與粗蛋白含量呈顯著(zhù)正相關(guān);甘薯顆粒全粉得率與鮮薯成分的相關(guān)性分析表明:得率與鮮薯的水分含量呈顯著(zhù)負相關(guān),與淀粉含量呈顯著(zhù)正相關(guān),而與可溶性糖含量呈極顯著(zhù)負相關(guān)。段婧等在保持甘薯原有風(fēng)味和營(yíng)養成分的前提下,研究將甘薯全粉與面粉按適宜比例混合,加工成營(yíng)養豐富具有多種保健功能的新型復合甘薯營(yíng)養面粉。
2.甘薯功能成分提取物 黃酮類(lèi)物質(zhì)在抗氧化反應中不僅能清除鏈引發(fā)階段的自由基,而且可以直接捕獲自由基反應鏈中的自由基,阻斷自由基鏈反應,起到預防和斷鏈雙重作用。紅薯和紅薯葉能夠降低血壓、降血糖、降低心血管疾病的發(fā)病率,提高人體抗病能力及免疫能力,這些功效都與紅薯及紅薯莖葉中含有豐富的黃酮類(lèi)化合物有關(guān)。張彧等的研究表明紅薯莖葉多糖提取物抑菌活性雖稍弱于苯甲酸鈉和丙酸鈣但仍有一定抗菌作用,且在偏酸性條件下抑菌活性最強,無(wú)任何毒副作用,用于食品還可增強食品營(yíng)養價(jià)值;田迪英研究了紅薯各個(gè)部位提取物抗氧化活性。結果表明:紅薯梗、莖、葉提取物均具有較高的抗氧化抑制率。紅薯及紅薯莖葉黃酮類(lèi)提取物具有清除自由基的抗氧化活性和抗菌防腐活性,以上研究說(shuō)明紅薯莖葉多糖提取物適合作為一種純天然的食品防霧劑及食品營(yíng)養強化劑。
膳食纖維(DF)是一種復雜的不能被人體消化酶分解而對維持人體健康又不可缺少的碳水化合物,膳食纖維對人體的消化系統健康具有重要作用,可以控制人體的血糖和血脂水平,預防心血管疾病、癌癥和糖尿病等。紅薯渣是紅薯生產(chǎn)淀粉過(guò)程中的副產(chǎn)品,孟秀梅等利用生物技術(shù)降解與轉化紅薯渣,獲得膳食纖維飲品,為紅薯渣的深加工和提高紅薯渣的經(jīng)濟價(jià)值開(kāi)辟新途徑。幸宏偉等利用纖維素酶法將原料中的膳食纖維降解為可溶性膳食維,經(jīng)4倍無(wú)水乙醇沉淀后獲得可溶性膳食纖維,獲得最佳纖維素酶法降解膳食纖維條件,提高紅薯渣可溶性膳食纖維得率。紅薯可溶性膳食纖維一方面可以用于糕點(diǎn)、餅干、膨化食品等低熱谷物食品和各類(lèi)保健飲料中,是比較理想的天然添加劑,將其添加到食品中作為膠凝劑、增稠劑和乳化劑,還能提高食品的保水性與保形性,提高冷凍一融化穩定性等。另外也可直接制成高活性的膳食纖維保健產(chǎn)品,一定程度上用于預防和治療高血壓、高血脂、冠心病、糖尿病等慢性代謝性疾病。從而大幅度提升其經(jīng)濟附加值。
甘薯蛋白、甘薯糖蛋白及甘薯多糖的開(kāi)發(fā)利用也越來(lái)越被研究人員重視。
甘薯食品產(chǎn)業(yè)
前景分析及展望
甘薯作為一種健康食物,已得到人們的普遍認可。近年來(lái),針對甘薯某些重要營(yíng)養元素的研究空前活躍,隨著(zhù)甘薯生化結構和功能成分的分析、提純和動(dòng)物醫學(xué)實(shí)驗的大量開(kāi)展,人們對甘薯作為健康食品的認知越來(lái)越深入,逐步從感性階段進(jìn)入到科學(xué)的定性與定量相結合的階段,甘薯作為健康保健食品的社會(huì )認可度越來(lái)越高。隨著(zhù)城鎮居民食物結構變化,甘薯已從糧食主體地位逐步退出,社會(huì )健康保健食品的作用越來(lái)越突出。休閑食品在食品消費市場(chǎng)上占有非常重要的地位。甘薯休閑食品作為休閑食品的一種,也擁有巨大市場(chǎng)潛力與廣闊發(fā)展空間。
但由于甘薯加工植根于傳統的農民家庭作坊式手工生產(chǎn),落后的加工方式、小而散的加工格局等導致了產(chǎn)業(yè)集中度不高、產(chǎn)業(yè)研發(fā)創(chuàng )新能力不足,這些因素都在影響甘薯食品加工產(chǎn)業(yè)的現代化進(jìn)程。
我國甘薯食品加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵就是要將甘薯研究與甘薯產(chǎn)業(yè)聯(lián)系起來(lái),將科研成果轉化成產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)力;其次提高甘薯加工水平,甘薯生產(chǎn)加工中的生產(chǎn)流程,加工過(guò)程中使用的儀器設備都對產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率有重要影響;最后是要加大甘薯綜合利用的程度,甘薯的根莖葉都是可食用的部分,但甘薯工業(yè)化生產(chǎn)加工中利用的原料大部分都是甘薯地下部分的塊根,且在甘薯淀粉加工及甘薯功能成分提取時(shí)會(huì )造成原料的極大浪費,可以在接下來(lái)的甘薯食品開(kāi)發(fā)中研究利用好甘薯副產(chǎn)品加工并進(jìn)行原料的二次利用,提高原料利用效率。
總體來(lái)說(shuō)甘薯及其副產(chǎn)品因為極高營(yíng)養價(jià)值及保健作用受到了消費者廣泛喜愛(ài),發(fā)展甘薯產(chǎn)業(yè)順應了全球大興甘薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的潮流與趨勢,通過(guò)甘薯深加工提高甘薯產(chǎn)品的附加值,甘薯產(chǎn)業(yè)將擁有極其廣闊的前景。
湖南農業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院 梁曹雯
[1]鄧學(xué)良,周文化,付希. 甘薯食品產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況與前景分析[J]. 糧食與飼料工業(yè),2009(5):15-16.
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[4]王友升,董銀卯,宋彥,等. 甘薯葉中清除自由基活性物質(zhì)的提取·保存與定性分析[J]. 安徽農業(yè)科學(xué), 2008, 36(1):1-5.
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